Как расплавить медь в домашних условиях: температура, сосуд
Медь считается одним из самых распространенных сплавов на сегодняшний день. Довольно распространенным вопросом можно назвать то, как расплавить медь в домашних условиях. Высокие литейные свойства позволяют получать качественные и точные изделия, использовать сплав в качестве покрытия. Литье меди может проводится при отсутствии специального оборудования. Процесс характеризуется большим количеством различных особенностей, которые будут рассмотрены ниже.
Как расплавить медь в домашних условиях
Содержание
Температура плавления
Одним из наиболее важных параметров каждого сплава можно назвать температуру плавления. Она может зависеть от концентрации легирующих элементов в составе. Литье меди в чистом виде проводится при температуре 1080 °C, при которой кристаллическая решетка перестраивается и сплав становится жидким. Расплавлять медь можно даже в случае наличия примеси в виде олова, но при этом температура плавления может варьировать в пределе от 930 до 1140 °C.
В состав могут добавлять цинк, за счет чего получается латунь. От концентрации этого легирующего элемента плавка может проводится при 900 ⁰C.
При рассмотрении особенностей плавки меди учитывается температура кипения. Этот показатель составляет 2 560 °C. В домашних условиях достигнуть подобной температуры практически невозможно. На процесс кипения указывает появление пузырьков газа.
Нельзя доводить сплав до состояния кипения. Это связано с тем, что после выделения газов структура становится пористой. За счет этого снижаются не только декоративные, но и механические качества.
Последовательность действий
При необходимости в домашних условиях можно получить изделия декоративного характера или практического назначения. Плавка меди в домашних условиях пошаговая инструкция выглядит следующим образом:
- Сырье измельчается, после чего помещается в тигель.
Стоит учитывать, что при уменьшении размеров кусочков металла существенно ускоряется процесс плавки.
- После заполнения тигеля, он помещается в печь, которая заранее разогревается.
- Расплавленный сплав нужно извлечь из печи при помощи специальных клещей. Из-за активного процесса окисления на поверхности может образовываться однородная пленка. Перед тем как проводить литье из меди ее нужно убрать.
- Металл аккуратно заливают в подготовленную емкость. Стоит учитывать, что при попадании расправленного сплава на открытые участки тела могут появится серьезные травмы. Кроме этого, некоторые материалы при контакте возгораются. Поэтому нужно соблюдать крайнюю осторожность.
При рассмотрении того, как плавить медь в домашних условиях стоит учитывать, что можно использовать не только печи. В некоторых случаях применяется газовая горелка, которой нагревается дно тигля. Процесс менее продуктивный, но при этом на подготовку уходит мало времени.
youtube.com/embed/nUyDQkrAzmA?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»autoplay; encrypted-media» allowfullscreen=»»>В качестве нагревательного оборудования может использоваться обычная паяльная лампа. При применении этой технологии стоит учитывать, что контакт меди с воздухом приводит к быстрому появлению окиси. В некоторых случаях для уменьшения интенсивности окисления поверхность покрывается измельченным древесным углом.
Оборудование для плавки меди
Подготовительный этап предусматривает приобретение специального оборудования. Расплавить медь в домашних условиях можно при наличии:
- Муфельной печи. Современные варианты исполнения позволяют контролировать мощность нагрева с высокой точностью, за счет чего существенно упрощается процесс плавки и можно достигнуть более качественного результата.
- Тигель, предназначенный для размещения шихты и ее плавки.
- Щипцы, при помощи которых тигель вытягивается с печи. Стоит учитывать, что поверхность будет накалятся, поэтому нужно использовать специальный механизм из жаростойкого сплава.
- Крюк и бытовой пылесос.
- Древесный уголь для покрытия поверхности.
- Форма из жаропрочного материала, по которой будет проводится литье.
- Газовая горелка или горн для повышения пластичности сплава.
Плавка газовой горелкой
Приобретают профессиональное оборудование только в том случае, когда литье меди проводится периодически. Оно характеризуется высокой стоимостью, а также эффективностью в применении.
Муфельная печь
Проще всего проводить переплавку меди в домашних условиях при установке муфельной печи. Среди ее особенностей отметим:
- Можно нагревать шихту до более высоких температур, за счет чего повышается текучесть. Это связано с высоким КПД, так как стенки конструкции отражают и аккумулируют тепло.
- Ускоряется процесс плавки.
- Высокая производительность. Равномерное распределение тепла позволяет одновременно плавить большое количеств меди.
Плавление меди в самодельной печи
Кроме этого, муфельная печь довольно проста в установке если соблюдать все правила безопасности. Проблемы по установке подобного оборудования в домашних условиях зачастую возникают по причине больших размеров конструкции.
Газовая горелка
Литье из меди в домашних условиях при применении газовой горелки часто проводится в случае, если медные изделия изготавливают крайне редко. Подобные процесс характеризуется небольшими финансовыми затратами. При выборе подобной технологии учитывается:
- Малый показатель КПД.
- На момент плавки возникают трудности с равномерным распределением тепла.
- Проводить работу следует на открытом пространстве с соблюдением правил пожарной безопасности.
Газовая горелка может разогреть тигель в течение нескольких минут. Стоит учитывать, что медь будет быстро окисляться.
Паяльная лампа
Плавление при применении паяльных ламп проводится крайне редко. Это связано с невысокой эффективностью подобного метода. Как и в предыдущем случае, при использовании паяльной лампы происходит активное окисление поверхности.
Плавка меди в самодельной печи при помощи паяльной лампы
При применении паяльной лампы учитывается тот момент, что для разогрева металла требуется довольно много времени. При этом нагрев должен проходить без перерыва, так как металл остывает быстро, после чего начинает кристаллизоваться.
Горн
В домашних условиях отливка медных заготовок может проводится в горне. Подобная печь характеризуется следующими особенностями:
- Она часто используется в кузнечном деле.
- Стоит учитывать низкий показатель КПД, за счет которого на плавку меди уходит намного больше времени.
- Различают две конструкции: открытого и закрытого типа.
- Устройство горна
- Горн для плавки меди
Температура плавки при применении горна относительно низкая. Поэтому не вся медь может плавится рассматриваемым способом.
Плавление с помощью самодельных приспособлений
Плавку можно проводить при применении самодельных конструкций. Зачастую они представлены сочетанием источника тепла и корпуса из теплоотражающего материала. Переплавить медь в домашних условиях можно при использовании подобных устройств.
Как правило, за счет создания специальной отражающей конструкции повышается КПД и ускоряется процесс нагрева шихты. Сделать отражающий корпус для тигля можно при использовании жаропрочного кирпича.
Заглавная страница
КАТЕГОРИИ: Археология Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. |
⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 18Следующая ⇒ Итак, одно из основных положений в истории освоения металлов, как это формулируется в учебниках, заключается в том, что в костер древнего человека попали куски самородной меди, которые при этом расплавились, а затем при остывании вновь отвердели. Столь странное свойство «камня» будто бы и было подмечено человеком, который в дальнейшем решил использовать его. Но обратим теперь внимание на самый первый из выше перечисленных факторов, которые влияют на успешность выплавки металлов из руд, а именно – на температурный режим. И возьмем из книги «Металлургия железа в истории цивилизации» (авторы – П.Черноусов, В.Мапельман, О.Голубев; издание МИСиС, 2005 г.) график, который иллюстрирует доступные нашим предкам температуры в разные периоды истории, – см. Рис. 31. На этом графике я специально отметил точку, которая соответствует температуре плавления меди – 1083,4оС. Рис. 31. Температурный уровень термообработки изделий и извлечения металлов из руд (Черноусов и др.) Тогда – как в обычном костре, где реализуются температуры существенно ниже точки плавления меди, человеку удалось бы случайно ее все-таки расплавить?.. Это просто противоречит самим основам физики!.. И каким бы образом при этом человек мог столкнуться с расплавленным металлом, имя в своем распоряжении только костер и самородки меди?.. Иногда можно встретить утверждение, что сначала человек научился плавить золото, а потом уже медь. Однако подобное утверждение в данном случае совершенно не спасает ситуацию, поскольку температура плавления золота всего на два десятка градусов ниже, чем у меди, и составляет 1064,4оС, что также оказывается вне возможностей обычного костра. В свете такого противоречия специалисты в области истории металлургии сейчас уже не говорят о случайном расплавлении самородных металлов. Вместо этого они ведут речь о выплавке меди непосредственно из руды, для чего требуются действительно существенно более низкие температуры – порядка 700-800оС, вполне достижимые в костре при определенных условиях. «Хотя мы и говорим, что в костре можно выплавить медь, это не значит, что ее удается получить в расплавленном виде. Путаница в этих терминах, к сожалению, весьма обычна даже в археологических работах. Часто археологи пишут «плавленая» медь, когда в действительности имеется в виду медь, выплавленная из руды. Плавление означает перевод металла в жидкое состояние, в то время как выплавление является совершенно отличным процессом, с помощью которого из руды получают чистый металл через ее нагревание и соответствующие химические превращения. До открытия специальных горнов, высокая температура в которых достигалась искусственным дутьем с использованием мехов, получить медь в расплавленном виде было невозможно» (Н. Рис. 32. В обычном костре расплавить медь невозможно Но как мы видели ранее, одной только температуры для выплавки металла из руды вовсе не достаточно. Что и продемонстрировали еще самые первые эксперименты, в которых пытались получить медь из различных руд. И весьма показательны здесь упомянутые ранее опыты Коглена. «Сложенный конусом уголь, в середину которого были помещены двумя рядами мелкие куски малахита, был подожжен в ветреный мартовский день и горел несколько часов. Замеры температуры показали, что она достигла необходимого для восстановления уровня – 700-800°С. Но руда только обожглась, и чистой меди не получилось. Этому препятствовал обильный приток воздуха» (Н.Рындина, «Человек у истоков металлургических знаний»). Из-за того, что в костре невозможно было выполнить второе условие – обеспечить восстановительную атмосферу, Коглен вместо ожидаемой металлической меди получил лишь ее оксид. Н.Рындина утверждает, что большего успеха удалось добиться советским ученым В.Пазухину и Ф.Тавадзе, много лет посвятившим исследованию древнейшей металлургии. «Они доказали, что восстановительная среда, несомненно, возможна в обычной куче древесного угля, если его накопилось в костре много и если он достаточно уплотнен уложенными поверх поленьями и защищен тем самым от сквозного продувания ветром. В таком костре без всяких особых приспособлений им удалось выплавить чистую медь: малахит и хризоколла «отпотевали» под толстым слоем прогоревшего угля чистым металлом» (Н.Рындина, «Человек у истоков металлургических знаний»). На основании этого и других опытов Рындина считает, что на ранних этапах – не только в костре, но и в тигле – древние металлурги получали медь в виде губчатой массы, спекшейся из отдельных размягченных, но не расплавленных зерен металла. Однако, на мой взгляд, Рындина серьезно преувеличивает успех Пазухина и Тавадзе. «Отпотевание» металлом руды вовсе не означает добычу металла. Каковой не является и получение губчатой массы спекшихся зерен меди. Что бы делал древний человек с этой массой спекшихся зерен?.. Максимум, что ему было доступно в таких условиях – попробовать механически отделить эти зерна от шлака и попытаться обрабатывать их горячей ковкой. Но при этом как отделить саму медь от шлаковых примесей?.. Качество ее, несомненно получалось бы просто никудышным. Подобные находки в виде губчатой массы на местах древних металлургических производств (например, на севере Перу, где уже вполне успешно использовалась тигельная плавка), указывают скорее не на ожидаемый работавшими тут металлургами результат плавки, а на обычный брак, который они допустили, не доведя температуру в печи до необходимой величины. А поскольку извлечь медь из такой массы было очень непросто, они этот брак просто выбросили… Скептически относятся к возможности выплавки металла из руды в обычном костре также и сами экспериментаторы. «Попытки выплавить медь из руды в костре успеха не имели. Во-первых, в костре недостаточная температура, и поддув с помощью меха решительно ситуации не меняет. Во-вторых, при костровой плавке невозможно добиться необходимой атмосферы» (С.Григорьев, И.Русанов, «Экспериментальная реконструкция древнего металлургического производства»). Не приводит к успеху и замена руды. «В начале 20 века австрийский исследователь М.Мух проверил возможность получения меди в костре из медных сернистых руд (главным образом халькопирита). Он складывал куски руды в кучи и разводил огонь. При горении сульфидов температура повышалась, и медь начинала восстанавливаться. Однако Мух установил, что медь таким образом можно получить лишь в ничтожных количествах (в виде тонких волосинок или мха)» (С.Иванова, «Металл: рождение для цивилизации»). Положительный результат достигается лишь в том случае, если используется тигель – хотя бы в виде обычного горшка, что продемонстрировали опыты уже упоминавшегося Коглена. «При повторных опытах ту же смесь руды и угля Коглен заложил в горшок, прикрыл крышкой, горшок засыпал древесным углем и поджег. На этот раз он получил медь. В первом опыте причиной неудачи был избыток кислорода и отсутствие окиси углерода, необходимой для восстановления меди из окислов. Заметим: Коглен исходил из того, что в воспроизводимую им эпоху уже была керамика. Таким образом, медеплавильное производство возникает при переходе от костра к горну» (С.Иванова, «Металл: рождение для цивилизации»). Рис. 33. Без горшка с крышкой не обойтись И вот тут возникает очень серьезный вопрос: а зачем древний человек мог решить положить камни в горшок, накрыть его крышкой и поставить на угли или засунуть в печь?.. Что могло бы подвигнуть его на это?.. Представляется вполне естественным, что с самых древних времен человек экспериментировал в области приготовления пищи. Но зачем ему могло понадобиться засовывать в кулинарный горшок вместо съедобных продуктов какие-то камни?. Развенчание мифов Однако этим неожиданные открытия в ходе экспериментов не закончились. Оказалось, что даже при тигельной плавке в печи не так-то просто обеспечить необходимые восстановительные условия. «Мы столкнулись с достаточно сложно разрешимой дилеммой: малая подача воздуха не позволяет получить высоких температур, а большая приводит к купритизации руды. В результате большинства наших опытов мы получили куприт, в котором были заключены корольки меди различных размеров. При этом образование куприта происходит непосредственно на стадии плавки руды, а не из выплавленной меди. Проверка была осуществлена следующим образом: в печь вместе с рудой были помещены медные опилки. В результате руда в значительной степени перешла в куприт, а медь осталась в неизменном виде… Проблема купритизации оказалась в наших экспериментах наиболее серьезной, так как бороться с образующимся купритом чрезвычайно сложно… Подобные проблемы стояли и перед древними металлургами. Говоря другим словами, чуть что-то сделаешь не так – и вместо металлической меди получаешь ее оксид. Процесс, как выяснилось, оказался очень капризным… Экспериментаторы пытались решить проблемы самым разным образом. В том числе и регулированием потока воздуха, подводимого в зону плавки. «Видимо, потребуется корректировка расположения сопел относительно шихты и повышение качества угля… Однако одной только регулировкой дутья дело явно не ограничивается. «Следует, однако, учитывать при подборе оптимальной атмосферы и характер загружаемой руды. Имея дело с окисленной рудой, мы вынуждены решать проблему изъятия из нее кислорода. Проще всего это сделать, поместив в печь тигель, в котором мелкодробленая руда смешивается с углем. Подобные опыты нами тоже проводились. Частицы руды неплохо восстанавливались, но уголь мешал им соединяться в слиток. Выбрать их впоследствии из шихты было довольно сложно. Лучшие результаты получились при использовании окисленных руд вместе со вторичными сульфидами или просто вторичных сульфидов. Шихта в этом случае помещается в печь. Выгорание серы приводит к повышению температуры, и она забирает лишний кислород. Используя подобный состав шихты, нам и удалось получить слитки. Видимо, в этих направлениях и будет решаться в дальнейших работах проблема купритизации руды» (С.Григорьев, И.Русанов, «Экспериментальная реконструкция древнего металлургического производства»). Рис. 34. Медные слитки, найденные в Великом Новгороде Результат, полученный Григорьевым и Русановым в опытах с использованием сернистых руд (вторичных сульфидов), определенно пересекается с выводами американских экспериментаторов. Вот, что пишет по этому поводу Антонелла Алунни, изучавшая образцы древнего металлургического производства на севере Чили: «До недавнего времени многие ученые утверждали, что доисторические народы были неспособны использовать сульфидные руды для извлечения из них металлов. Клер Паттерсон, геолог, утверждал, что жители Анд вообще никогда не выплавляли медь из сульфидных руд или медных сульфарсенидов [сернистые руды, содержащие мышьяк, – АС]. Историки металлургии, геологи и археологи Старого Света полагали, что в Западной Азии и в Европе единственным вариантом для древних металлургов извлечь металл из сульфидных руд был двухэтапный процесс: 1) обжиг руды для удаления серы в виде SO2, 2) непосредственно плавка окисленной руды с использованием топлива, производящего CO. Недавние эксперименты продемонстрировали, что простым способом выделения металлов из сульфидных руд является совместная плавка с оксидной рудой. В этом процессе, сера выступает в роли восстановителя, как показано в следующем уравнении: 8CuCO3 + Cu3AsS4 → Cu, As + 4SO2 + 8CO2 Сера окисляется и выводится в виде газа SO2. Совместная плавка – одностадийный прямой режим плавки. Вполне вероятно, что она использовалась в Андах и в других местах, так как при добыче продуктов выветривания первичных сульфидных руд, то есть оксидов, примеси окисленных руд неизменно и часто встречаются. Эти два типа минералов загружались в печь вместе. Металлурги, привыкшие к прямой плавке руды, подошли бы к совместной плавке таким же образом, как они традиционно плавили оксидную руду» (А.Алунни, «Исследование остатков медеплавильного производства в Сан-Бартоло, Чили»). Заметим, что данный вывод подкрепляется результатами аналитических исследований отходов древнего металлургического производства, обнаруженных в Сан-Бартоло на севере Чили… И к тому же выводу пришли российские исследователи: «В ходе экспериментальных работ некоторые гипотетически выявленные вероятности отсеиваются. Рис. 35. Экспонат в Карагандинском историко-краеведческом музее
Обрушение стереотипов А теперь обратим внимание на одну маленькую, но весьма важную деталь. В приведенной выше цитате Алунни речь идет о сернистых рудах, содержащих мышьяк. Мышьяк достаточно часто встречается в медных рудах в качестве примеси. Дело в том, что в уравнении химической реакции из этой же цитаты запись в виде (Cu, As) означает уже не просто медь, а мышьяковистую бронзу!.. Когда историки и археологи говорят о наступлении бронзового века по той схеме освоения металлов человеком, которая фигурирует в учебниках, они подразумевают оловянную бронзу – сплав меди и олова. Причем процесс получения оловянной бронзы представляется в виде нескольких этапов – сначала получение отдельно меди и олова, а затем сплавление этих двух металлов. Именно таков стереотип, засевший в наших головах с детства. Выводы же Григорьева и Русанова, а также американских исследователей, указывают на то, что нескольких этапов здесь вовсе не требуется. Гораздо проще получать, в частности, ту же оловянную бронзу сразу при одновременной плавке смеси медной и оловянной руды. Хотя бы так, как это проделал в уже упоминавшемся ранее опыте 1910 года Гоулэнд, смешавший для плавки малахит (медную руду) с касситеритом (оловянной рудой). Рис. 36. Бронзовая статуэтка «Амур с лютней» Мышьяковистая же бронза разрушает другой стереотип – миф о связи бронзового века именно с оловянной бронзой. Миф, порожденный тем, что историки и археологи на определенном этапе просто запутались в терминологии. По самому определению этого термина, бронза – сплав меди с другими металлами. Не обязательно только с оловом. А и с мышьяком в том числе. Присутствие даже небольших количеств мышьяка в шихте заметно облегчает процесс выплавки металла из медной руды. А наличие мышьяка в итоговом сплаве заметно меняет его свойства. В частности, по механическим свойствам мышьяковистая бронза вообще практически не отличается от бронзы оловянной. У нее есть лишь два недостатка. Во-первых, производство мышьяковистой бронзы связано с испарениями мышьяка, очень вредного для здоровья человека. Оловянная бронза лишена этих двух недостатков. Вполне возможно, именно поэтому она довольно быстро вытеснила в древнем мире бронзу мышьяковистую. Но вытесняла-то оловянная бронза именно бронзу (пусть и мышьяковистую), а вовсе не медь, как это нам рисуют учебники!.. Это «небольшое» уточнение терминологии имеет несколько очень важных последствий. Прежде всего, значительно удревняется время освоения человеком бронзы, ведь мышьяковистая бронза в основных известным нам культурах Древнего мира (Средиземноморье, Ближний Восток, север Африки) появляется на тысячелетия (!) раньше бронзы оловянной. А следовательно и значительно смещается назад во времени переход человека в бронзовый век. При этом автоматически устраняется масса противоречий, накопившихся между теорией и реальными фактами. Например, совсем недавно в учебниках можно было встретить утверждение, что бронза в Египте появилась лишь чуть ли не в конце Среднего Царства, в то время как на полках местных музеев можно было увидеть бронзовые предметы, датируемые Древним Царством… Рис. Но что более важно – возникает «крамольный», но весьма закономерный вопрос: а был ли вообще на самом деле так называемый «медный век»?!. В самом деле, если посмотреть критическим взглядом на древние изделия, как считается, «из меди», то при более внимательном анализе оказывается, что зачастую историки и археологи лишь банально запутались в терминологии, и на самом деле эти артефакты сделаны вовсе не из меди, а из мышьяковистой бронзы (просто с низким содержанием мышьяка). А количество действительно медных изделий в реальности очень невелико. Более того, нередко из-за сильной изношенности артефактов их химический состав вообще невозможно определить. Следовательно, невозможно и уверенно утверждать, что они сделаны именно из меди. Исключение здесь составляет уже рассмотренная ранее Северная Америка, где благодаря месторождениям района Великих озер получили широкое распространение изделия из самородной меди. Можем ли мы в таких условиях вводить для всего человечества некий «медный век», если подтверждения для него находятся только в одном, пусть и немалом по площади, но все-таки весьма изолированном регионе на отдельном континенте, обладающем уникальными рудными условиями?.. Строго говоря, мы не имеем никакого права распространять это единственное исключение на весь мир без дополнительных археологических подтверждений. А таких подтверждений, как выясняется, совершенно не обнаруживается. Так что если сейчас кто-то из историков металлургии и продолжает придерживаться мнения, что до освоения выплавки бронзы человек прошел через некий период господства медных изделий, то делает он это, опираясь исключительно лишь на субъективную привычку подгонять все под традиционную схему эволюции металлургических знаний, а вовсе не на объективные данные. Рис. 38. Бронзовые инструменты скульптора Древнего Царства (Сакара, Египет) И между прочим, прямому переходу человека из каменного века в век бронзовый (минуя стадию придуманного историками «медного века») имеется простое логическое обоснование. Ведь, как уже говорилось ранее, по температурному фактору, гораздо проще было получать металл из руды, а не путем расплавления самородков этого металла, а руды крайне редко бывают абсолютно «чистыми» и чаще содержат примеси, среди которых есть и мышьяк. И по какой бы причине человек не решил вдруг засунуть руду в горшок и поставить этот горшок на горящие угли (в костер или печь), он гораздо скорее должен был получить сразу мышьяковистую бронзу, а не чистую медь. Тут даже по чисто статистическим соображениям, вероятность получения сразу бронзы существенно выше вероятности получения таким образом чистой меди. В итоге вывод – «медного века» не было вообще!.. Он оказывается еще одним застарелым мифом, который ныне рушится под давлением археологических данных и результатов экспериментальной металлургии.
⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒ Читайте также: Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Рынок недвижимости. Сущность недвижимости Решение задач с использованием генеалогического метода История происхождения и развития детской игры |
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-19; просмотров: 722; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. |
Спектральный анализ пламени костра. Что делает огонь желтым – наночастицы углерода или соли натрия? / Хабр
Вечерний костер на берегу Кучерлинского озера на АлтаеВ публикациях в интернете по-разному объясняется, как возникает цвет пламени у костра
Существует две принципиально разные версии. В одной говорится, что излучают раскаленные частицы углерода размером около 100 нм, во второй — что желтый цвет возникает при излучении солей натрия, находящихся в древесине.
В многочисленных публикациях одно или другое из этих объяснений. На форумах обсуждается эта тема, но никто не ссылается на результаты экспериментов.
Вот пример типичных публикаций:
То есть, до настоящего времени нет общепринятого варианта объяснения механизма видимого излучения, возникающего в процессе горения костра!
И все же — почему костер желтый?
Я решил провести эксперименты и найти правильный ответ. Мне нужно было измерить спектр видимого излучения пламени костра и объяснить результаты. Если спектр будет сплошным – верна первая версия, если мы будем наблюдать двойную линию натрия – вторая.
Замечу, в русскоязычном и англоязычном интернете мне не удалось найти подобных спектров.
Для проведения работы я изготовил и настроил спектрометр.
Самодельный спектрометр
В интернете много публикаций и роликов о том, как сделать спектрометр из DVD диска, однако характеристики этих приборов не позволяют провести нужные измерения. Мне же удалось сделать качественный спектрометр.
Основные характеристики
Спектрометр работает в диапазоне 400-700 нм с разрешением 0,3 нм. Применяются сменные оптические щели шириной 50, 100, 200 и 300 микрон. Дифракционная решетка с шагом 740 нм изготовлена из DVD диска. Регистрация спектра выполняется зеркальной фотокамерой Nikon D5100. Прибор выполнен в крепком корпусе, позволяющем сохранять настройки при перемещениях.
Измерение спектра пламени костра
Были проведены классические эксперименты — измерены спектры Солнца, лазеров, пламени газовой горелки и всевозможных ламп. Спектрометр прошел проверку и теперь можно было приступать к исследованию пламени костра.
Исследуемое пламя костра в каминеЯ разжигал костер в камине и проводил исследования, фиксируя спектр пламениИзмерим спектр линии огня — так я назвал увиденную линию.
На фоне очень слабого непрерывного черно-тельного спектра были зарегистрированы две яркие желтые лини с длинами волн 589,0 нм и 589,6 нм. Согласно базе данных NIST — это линии натрия.
Спектры калибровочной лампы, костра в камине, поваренной соли и золы из каминаНиже на фотографии показана часть спектра пламени костра с большим увеличением, чтобы можно было рассмотреть двойную линию натрия 589,0 нм и 589,6 нм на фоне непрерывного спектра раскаленных частиц углерода:
Крупным планом спектральные линии натрия в костре и линии натрия в золе, горящей в спирте.
В дальнейших исследованиях была зафиксирована динамика появления линий натрия в спектре. Пока костер разгорается — в спектре линии отсутствуют. По мере появления углей и увеличения мощности излучения, данные линии появляются и их яркость растет.
Обсуждение результатов экспериментов
Почему мы видим желтый цвет, физиология
Чтобы правильно объяснить результаты экспериментов надо понимать, как наши глаза воспринимают излучения разной длины волны и как мозг обрабатывает эту информацию.
Коротко и очень, очень упрощенно напомню хорошо известные факты. Мы воспринимаем цвет желтым по разным причинам: в одном случае, когда в сетчатку глаза попадает излучение узкого спектра с длиной волны в диапазоне 570 нм – 590 нм, и во многих других, когда в глаза попадает излучение разного спектрального состава. Например, красный и зеленый в правильных пропорциях будут восприниматься как желтый. На экране мониторов мы создаем как раз такой желтый цвет.
То есть наши глаза и затем мозг создают иллюзию цвета и поэтому для понимания физических и химических процессов нам и требуется измерение спектра.
Заблуждение, которое встречается во многих публикациях, в которых объясняют желтый цвет костра — «Цвет костра вызван излучением натрия»
Данный эксперимент показывает — появление двойной линии натрия не оказывает какого-либо заметного изменения цвета.
Небольшие пояснения
Сравним спектры излучения Солнца и пламени костра.
В солнечном спектре максимум приходится на зеленый цвет, а мощность красного и синего меньше. Излучение именно с такой спектральной характеристикой воспринимается как белый цвет.
В пламени костра из атомов углерода образуются частицы сажи размером до 100 нм. Эти частицы и дают непрерывный спектр с максимумом излучения в инфракрасной области, а мощность видимого излучения падает от красного к зеленому и еще больше к синему. Излучение с таким спектром воспринимается человеком как оттенки желтого и оранжевого, в зависимости от температуры области пламени. Желтый цвет костра – это НЕ случайное совпадение, но об этом чуть ниже.
Влияние солей натрия
В процессе горения появляется зола в которой содержатся соли, в том числе и соли натрия. Золы совсем немного. Она начинает подниматься в пламени вверх, и яркая двойная желтая линия натрия постепенно появляется в спектре. Однако ее появление не сказывается заметно на цвете костра, так как желтый цвет от непрерывного спектра глаза уже воспринимают.
Выводы
То, что мы видим костер желтым, не означает, что идет излучение в узком спектральном диапазоне натрия. Наши глаза и мозг воспринимают непрерывный спектр как желтый цвет.
Появление дополнительно яркой линии натрия мало влияет на восприятие цвета костра, который остается таким же желтым. Для нас не заметно изменение цвета, так как такой цвет уже был. Кстати, если бы за цвет костра отвечал только натрий, оттенков бы не было, так как мы бы видели чистый спектральный цвет.
Почему же популярной остается версия о том, что желтый цвет костру придает линия натрия? Скорее всего, совпадение цвета линии натрия и черно-тельного спектра углерода и привело к путанице.
Цвет пламени костра дают ярко светящиеся частицы углерода. Влияние на цвет излучения натрия минимально.
Новая гипотеза о влиянии пламени костра на адаптивную эволюцию цветового зрения человека
Краткий итог первой части публикации: (1) в пламени костра два совершенно разных и не связанных между собой механизма порождают излучения, цвета которых воспринимаются человеком одинаково, как желтый, (2) излучение натрия меняет интенсивность в процессе горения, (3) цвет пламени в процессе горения не меняется и остается желтым.
Как известно мы можем различать множество цветов. Утверждается, что миллион, но даже если это была бы тысяча, то вероятность случайного совпадения цвета 1:1000.
Логично возникает гипотеза – это не случайно. Можно предположить, что костер стал триггером для эволюции цветового зрения человека.
Поиски в интернете русскоязычном и англоязычном не дают ответов. Эта гипотеза не только нигде не обсуждалась, но даже никем не высказывалась. Скорее всего это связано с тем, что биологи просто не знают той информации о спектре пламени костра, которая появилась в процессе данных измерений.
Чтобы убедится, что цвет излучения действительно одинаковый я придумал еще один изящный эксперимент
После окончания горения пламени соскребаю сажу со стенок камина и собираю золу возле углей. Помещаю сажу и золу в две разные ложки из нержавейки, заливаю до краев спиртом и поджигаю одновременно. Результат на снимках ниже. Получилось, на мой взгляд, красиво.
Мне удалось разделить желтый цвет пламени костра на две разные части.
Что мы получили. Визуально цвет полностью совпадает. В процессе горения пламя золы и сажи выглядят совершенно одинаковыми. И цвет, и интенсивность горения одинаковые. Но на снимках можно увидеть небольшую разницу. В пламени, где излучает сажа можно разглядеть отдельные светящиеся треки частиц углерода, в золе таких нет.
Спектральный анализ показывает, что сажа излучает в сплошном спектре, где на каждой частоте излучение небольшое, а зола дает две яркие линии натрия.
Интересное наблюдение — пламя монохромного излучения золы имеет разные оттенки желтого. Скорее всего, это связано с разной мощностью излучения в разных частях пламени.
Спирт горит неярким голубым цветомВернемся к обсуждению гипотезы
Есть еще несколько фактов, которые делают предположение о влиянии костра на эволюцию цветового зрения более правдоподобной
Если бы цвет излучения сажи и золы воспринимался по-разному, то (1) цвет костра менялся бы в процессе горения и (2) воспринимаемая яркость костра была бы меньше.
Расположение максимумов восприятия в трех типах колбочек сетчатки 430, 530 и 560 нанометров, не симметрично и сдвинуто к линии натрия. При таком расположении, освещение костра для нас намного ярче (3). Как это могло возникнуть?
Археологи определили, что человек пользуется костром более миллиона лет. За это время сменилось более 50 тысяч поколений. Достаточно чтобы в каждом поколении максимум восприятия в колбочках менялся на 0,001 нм и за миллион лет изменения достигнут 50 нм (4).
Узкий спектр желтого по сравнению с красным зелёным и синим дополнительно указывает на маленькую вероятность случайного совпадения (5).
В течении миллионов лет, ежедневно, люди проводили у костра значительную часть своего времени, ведь костер был единственным альтернативным источником освещения, так что адаптироваться было жизненно необходимо (6).
Желтый цвет костра близок по восприятию к закатному освещению солнца, что может являться еще одним доводом в пользу гипотезы, так как таким образом цвет костра начал восприниматься похожим на цвет солнца (7).
Зимний закат на реке ОбьГипотеза о влиянии костра на эволюцию цветового зрения человека также может объяснить необходимость появления трихроматического зрения (8).
Популярная гипотеза об эволюции зрения для большего удобства поиска фруктов среди листвы не объясняет необходимость появления трех разных колбочек с максимумами в 430 нм, 530 нм и 560 нм. Другие приматы являются дихроматами, имеют цветовое зрение и легко находят пищу.
А вот жизнь при двух разных источниках света могла привести к появлению трихроматического зрения. Напомню, что спектральный состав солнца и костра сильно отличаются. Излучение костра более интенсивное в длинноволновом диапазоне, чем в диапазоне коротких волн. И за цветовое зрение возле костра отвечают в основном колбочки 530 нм и 560 нм. Если бы в этом диапазоне был только один вид колбочек, а второй тип в фиолетовом диапазоне, то при свете костра у человека было бы практически монохромное зрение. Кроме того, именно такое ассиметричное расположение максимумов делает восприятие цвета при солнечном свете и свете костра очень похожим, особенно для вечернего солнца.
Все приведенные выше аргументы (1) — (8) не являются прямыми доказательствами, но косвенно они подтверждают гипотезу о роли костра в эволюции цветного зрения человека. Главным же фактором я считаю чрезвычайно маленькую вероятность совпадения цветов, излучаемых частицами углерода и натрия (9).
В заключении следует отметить, что мы можем наблюдать два вида эволюции — [1] изменение строения глаза и [2] адаптацию обработки мозгом информации от глаз. То есть сдвиг максимумов восприятий колбочек к линиям натрия и восприятие мозгом одинаковым желтым цветом излучения частиц углерода и натрия.
Примечательный факт — из-за того, что в процессе адаптации желтый цвет стал самым воспринимаемым, по описанным выше причинам, этим стали активно пользоваться маркетологи, разработчики дорожных знаков и геймдизайнеры.
Пояснения и инструкции
Пояснения для тех, кто хочет узнать подробности экспериментов, и инструкции для желающих сделать аналогичный спектрометр и провести свои измерения
Конструкция прибора очень простая, но простота стала возможной потому что были использованы современные высокотехнологичные компоненты: зеркальный фотоаппарат, DVD-R диск, компьютер с программным обеспечением для обработки фотографий. Я собрал спектрометр в прочном корпусе, закрепил на массивном штативе, сделал заменяемые оптические щели и использовал для калибровки ртутную лампу с четырьмя известными линиями излучения ртути. Воспользовался базой данных для идентификации зафиксированных в экспериментах линий. Придумал как обрабатывать данные и получил разрешение спектрометра 0,1 нм.
Спектрометр, в котором спектр регистрируется на фотоаппарат лучше подходит для экспериментов по восприятию человеком цвета, чем классические спектрометры с равномерной шкалой мощности. Дело в том, что производители делают трехцветную матрицу по аналогии с трихроматическим зрением человека. Мы сразу получаем нужный результат.
Изготовление спектрометра
Изготовление дифракционной решеткиИзготовление оптических щелейИзготовление корпусаНастройка и калибровка спектрометра
Настройка — это выбор чувствительности матрицы, диафрагмы объектива, экспозиции, резкости. Все это делается экспериментальным путем. Параметры выбирались так, чтобы экспозиция при съемке пламени не превышала 10 секунд.
Калибровка производилась перед каждой серией опытов по известному спектру малогабаритной ртутной люминесцентной лампы. Спектрометр устанавливался на прочном штативе в метре от пламени, между прибором и костром помещалась калибровочная лампа и делались снимки спектра лампы. Затем лампа убиралась, менялась выдержка и делались съемки спектра пламени.
Обработка результатов измерений
Обработку результатов измерений (измерение длин волн исследуемого спектра) проводили следующим образом: Спектр калибровочной лампы и исследуемый спектр объединялись в один кадр. Зная расположение линий ртути, путем измерений и последующих расчетов определяли нужную длину волны. Измерения проводились с точностью до одного пикселя матрицы сенсора камеры, что соответствует 0,1 нм. Для надежной регистрации спектральных линий требовалось три пикселя. Ширина половины спектральной линии 0,3 нм; поэтому разрешение спектрометра не хуже 0,3 нм. Учитывая, что расположение центров линий можно определить с точностью до 1 пикселя, длина волны была установлена с точностью до 0,1 нм. Типичные самодельные спектрометры, информацию о которых можно найти в Интернете, имеют разрешение более чем на порядок ниже — от одного до нескольких нанометров. Они не подходят для таких измерений.
Мне немного повезло. В природе два спектральных источника желтого цвета: (1) двойная линия эмиссионного спектра натрия 589,6 нм и 589,0 нм и (2) двойная линия эмиссионного спектра ртути 577,0 нм и 579,1 нм. Один из них был в калибровочной лампе другой в пламени костра. Между этими линями всего около 10 нм и соответственно порядка 100 пикселей. Поэтому я легко смог с точность до 0,1 нм измерить длину волны линии натрия в пламени костра.
О том, как сделать качественный спектрометр и как правильно проводить эксперименты читайте в моей статье «Самодельный спектрометр с высоким разрешением»
https://habr.com/ru/post/545810/
Полезные ссылки:
И. А. Леенсон, «Химия и жизнь» №2, 2011 Химия пламени. В статье рассказывается, в том числе, как в пламени возникают светящиеся наночастицы углерода.
Информационная система «Электронная структура атомов». Очень удобный русскоязычный ресурс по спектральным данным атомов и ионов.
Ссылка для натрия.
Максим Бондаренко, Как мы воспринимаем цвет. Доступно и интересно написано о сложном.
Алексей Луцай, «XYZ медиа», Почему и зачем левел-дизайнеры используют желтый цвет.
Shozo Yokoyama, Epistatic Adaptive Evolution of Human Color Vision
Медь легко воспламеняется? Медь горит или плавится?
0 акции
- Твиттер
От кухонных раковин до ювелирных украшений, от автомобильных тормозов до музыкальных инструментов, от подземной канализации до электропроводки в наших домах – все имеет оттенок Меди.
Он также играет важную роль в организме человека. Фактически, это один из наиболее широко используемых металлических элементов, который присутствует практически на каждом этапе нашей жизни.
Столь широкое использование определенного элемента заставляет нас задаться вопросом: воспламеняется ли медь? Не расплавится ли он в огне? Давайте посмотрим на ответы на ваши вопросы.
Медь негорючая. При нормальной температуре возгорания медь вообще не воспламеняется. ВМС США даже разработали огнетушитель с медным порошком (модель Amerex 571) для возгорания металлического лития.
Однако при достаточно высокой температуре медь загорится, как и любой другой материал. Он загорится при 1883 градусах по Фаренгейту и начнет плавиться при 19.81 по Фаренгейту и начать кипеть при 4653.
Быстрый переход
Что такое медь?
Медь является химическим веществом. Каким бы гибким он ни был, он используется уже не менее 10 000 лет. Самый ранний найденный материал из меди — это подвеска, датируемая 8700 годом до нашей эры в Северном Ираке.
Даже сейчас медь является третьим наиболее используемым промышленным материалом в мире. Благодаря своей пластичности медная проволока легко изготавливается для кабельных линий.
Обладает высокой тепло- и электропроводностью. Его проводимость, изобилие и низкая цена делают его идеальным выбором для электропроводки.
Воспламеняется ли медь при возгорании?
Нет, медь не воспламеняется и не может способствовать возникновению пожара. Однако медь, если ее разбить на мелкую медную пыль, может привести к взрыву или оказаться опасной.
Медь, как и другие металлические элементы, присутствующие в твердой форме, вступает в реакцию с кислородом, присутствующим в воздухе, и образует черноватый внешний слой, называемый оксидом меди или оксидом меди.
Формирование внешнего слоя в процессе окисления воздерживается от участия в каком-либо дальнейшем окислении. При возникновении пожара медь не реагирует с горением кислорода, поэтому ее можно назвать невоспламеняющейся.
Опасен ли медный порошок?
В общей терминологии медь в твердом состоянии образует внешний слой, который удерживает ее от реакции в присутствии огня.
Однако при измельчении на мелкие частицы медный порошок не образует указанного слоя и вступает в реакцию при горении с кислородом, что приводит к образованию токсичных паров меди и опасности взрыва.
Медная сетка легко воспламеняется?
Медная сетка представляет собой мягкую сетчатую структуру с высокой температурой плавления около 1981 градуса по Фаренгейту, которую легко скручивать и хранить в соответствии с удобством. Он в основном используется для заполнения зазоров между трубами или отверстиями внутри дома.
Медная сетка не воспламеняется и не опасна; скорее, это один из самых экологически чистых вариантов защиты вашей среды обитания от вредителей и насекомых.
Воспламеняется ли бериллиевая медь?
Бериллиевая медь (BeCu) представляет собой свариваемый и поддающийся механической обработке сплав, из которого можно формовать сложные формы с высокой прочностью и устойчивостью.
В отличие от чистой меди имеет самый высокий показатель прочности среди всех сплавов на основе меди. Хотя бериллиевая медь не воспламеняется и не обладает какой-либо угрозой пожара или взрыва, но может оказаться опасной, если разбить ее на мельчайшие частицы.
Медь горит или плавится?
Несмотря на то, что медь является соединением металла с очень высокой температурой плавления, она имеет относительно более низкую температуру плавления. Но он не расплавится под воздействием обычных пожаров.
Медь плавится при температуре 2000 градусов по Фаренгейту. Средняя температура огня, который мы используем для приготовления пищи, колеблется от 500 до 1300 градусов по Фаренгейту, температура костра достигает 1100 градусов по Фаренгейту.
Для достижения температуры плавления меди скорость горения должна быть увеличена, что было бы невозможно при нормальных условиях.
Расплавится ли медь при пожаре в доме?
Учитывая высокую температуру плавления, маловероятно, что медь будет плавиться при любом пожаре. Но если температура любой пожарной опасности превысит температуру плавления меди, она расплавится.
Средний пожар в доме горит при температуре 1100-2000 градусов по Фаренгейту. Угольный огонь может легко превысить 2000 градусов по Фаренгейту.
Неизвестно, насколько серьезными могут быть последствия пожара, если температура превышает температуру плавления меди (2000 по Фаренгейту), она обязательно расплавится.
Имеет ли медь температуру кипения?
Как и другие металлические элементы, медь имеет очень высокую температуру кипения, которая составляет около 4653 градусов по Фаренгейту.
Хотя при такой температуре можно плавить медь, крайне маловероятно, чтобы кто-либо из нас сталкивался с пожарами такой температуры в повседневной жизни.
Безопасно ли сжигать медную проволоку?
Электропроводка является одним из наиболее важных аспектов медной промышленности. От производства и распределения электроэнергии до бесчисленных электронных устройств медный провод является наиболее распространенным компонентом. Безопасно ли находиться рядом с таким количеством меди?
Медная проволока обычно не воспламеняется при нормальных условиях, но сжигать медную проволоку для любых целей также неразумно. Медная проволока, изготовленная для электрического применения, содержит изоляцию из пластикового покрытия, внутри также присутствуют частицы тяжелых металлов.
При попытке сжечь медную проволоку медь не будет сильно гореть, но при горении пластиковой изоляции и металлических частиц будут выделяться токсичные пары, крайне вредные для человеческого организма.
Почему бы нам не попробовать сжечь медь?
Несмотря на понимание того факта, что медь не горючий объект, внешний слой оксида меди не позволяет ей участвовать в любом дальнейшем окислении и не может привести к каким-либо катастрофическим последствиям при воздействии огня, мы должны воздержаться от попыток горящая медь.
Не вся медь, которую мы видим вокруг, безопасна для горения, они могут быть не воспламеняющимися, но медные изделия, такие как изоляция проводов, выделяют токсичные пары, которые могут быть вредны для одного или определенных людей вокруг.
Но вот совет, как и было обещано: если вам удастся найти трубу из чистой меди, которая гарантированно не будет токсичной при сжигании, не стесняйтесь поднять настроение ярким голубоватым костром.
Соответствующее сообщение:
- Горит ли сталь?
Что произойдет, если подвергнуть медь воздействию огня?
Медь в твердом состоянии при воздействии огня меняет цвет самого огня. Он делает огонь ярким голубовато-зеленым. Почему это происходит?
Ответ заключается в простой химии того, как атомы и энергия взаимодействуют в присутствии друг друга. Когда вы поджигаете медь, внешний слой подвергается воздействию новой энергии.
Элементы в своей естественной форме проявляют нестабильность в присутствии новой формы энергии и имеют тенденцию возвращаться к своему прежнему стабильному состоянию. Для этого он высвобождает вновь добавленную энергию в виде фотонов с разными длинами волн, каждая длина волны излучает свой цвет.
Медь излучает новую энергию в фотонах с длинами волн, точно соответствующими голубовато-зеленому цвету, который мы наблюдаем.
важные источники:
1,2,3,4,5
Плавильный завод на древесном топливе — Марка I
Rich59
Производитель
- #1
Окольным путем я обнаружил, что хочу расплавить медь — сделать наконечники для дротиков атлатла, конечно же, многократно погружая их в расплавленную медь. Я думал о мнении, что дрова не нагреваются настолько, чтобы расплавить медь (или получить ее из руды). Я решил попробовать.
Вот оно:-
А вот и медная проволока, которую мне удалось расплавить:-
и вот что случилось с дном зеленого стекла по пути:-
Итак, я доказал, что это может быть Выполнено. Но я не получил ничего похожего на то, что целая масса меди расплавилась. Это было бы для Mark II. Есть предложения по улучшению дизайна?
Печь состоит из 3 поленьев, стоящих вертикально над 3-4-дюймовым отверстием в дне старого барбекю, зажатых и уложенных дровами.
Я думаю, что медь расплавилась только тогда, когда я положил сверху кусок стекла, и он мог действовать как крышка.
Боб из Голландии
Необходимо связаться с администратором…
- #2
Использовался ли принудительный поток воздуха через отверстие?
Я совершенно уверен, что все станет достаточно горячим, если вы немного «поможете» огню. Если не на стадии дров, то уж точно на стадии древесного угля.
удачи!
Боб
лесоход
Необходимо связаться с администратором…
- #3
да, как сказал Боб, используйте фен, пропущенный через трубу небольшого диаметра, или нагнетатель надувной кровати (я использую один из них и несколько стальных труб в своей кузнице).
лесоход
спамель
Запрещено
- #4
Хороший материал, хотя комментарии о принудительной вентиляции достаточно верны, я не мог не рассмеяться про себя, поскольку это навело меня на мысль об анекдоте, который я расскажу, чтобы развлечь здешних ночников. Ни в коем случае не предназначено для оскорблений, поэтому, пожалуйста, примите это с юмором, как это задумано.
Итак, вы слышали об ирландском бомбардировщике, который пытался взорвать машину?
Обжег губы о выхлоп!!!!!!!!!
Шипастый Дапики
Полноправный член
Rich59
Производитель
- #6
Спасибо за поддержку.
Вот еще пара фото моей печи. (снято при ярком солнечном свете) Я, возможно, не ясно объяснил, что в основе метода лежит деревянная трубка, сформированная из 3 кусков дуба размером 3 на 4 дюйма. Вы можете разглядеть мой медный провод, спускающийся в верхнюю часть трубки. Любой, кто достаточно безумен, чтобы следить за моими постами, может увидеть связь между этим и некоторыми моими идеями в тиндере. На самом деле это было пустяком, чтобы зажечь. Сделайте трубку, вставьте ее вертикально над отверстием хорошего размера, набейте немного трута и подожгите. Трут почти сразу воспламеняет деревянные стенки трубы (даже если она была немного влажной), и с этого момента огонь самоподдерживающийся, не требующий растопки.
С деревянной трубой вы получаете довольно сильный восходящий поток, так что уже есть довольно хороший поток воздуха. Я пытался сохранить примитивность, поэтому дополнительные потоки воздуха немного противоречили моим идеям. Но да, лучший проект, и он должен пойти лучше. Кроме того, лучшая изоляция и большая масса горящего материала, а также более длинная трубка, я думаю, помогут.
Я думаю, что Mark II может уйти под землю для изоляции. Я думаю, что у меня может быть 2 отверстия, соединенные туннелем. Одно отверстие будет входным. Туннель будет содержать топливо (древесину), на этот раз проложенную вдоль, и мой образец меди. Второе отверстие будет образовывать дымоход и иметь стопку над ним, чтобы стимулировать ничью. Мне нужно подумать о размещении древесного топлива, чтобы поток воздуха был оптимальным.
Следи за этим пространством.
спамель
Запрещено
- #7
Вы могли бы включить мехи в примитивном стиле, вы смотрели Time Team? Они часто пахли бронзой и тому подобным, а мехи представляли собой просто кожаную трубку, похожую на сумку с двумя палками, прикрепленными по краю. Нижняя часть прикреплена к чему-то, не знаю, к чему, так как оно не в кадре, может быть, к куску дерева с небольшим отверстием, чтобы немного нагнетать воздух.
Вытягивая сумку, вы раздвигаете палочки, открывая верхнюю часть мехов и позволяя воздуху попасть в них. Когда вы доберетесь до вершины, сдвиньте палочки вместе, чтобы сомкнуть два кусочка кожи (скажем, верхняя часть сумки), и вы нырнете вниз, создавая порыв воздуха. Этот воздух может быть направлен к вашему огню через подземный канал. Пища для размышлений!!
Трог Огри
Мод
- #8
Эй, Рич, похоже, забавный проект,
Mk2 звучит так, как будто он будет генерировать более контролируемое тепло, но может создать дополнительные проблемы с доступом к расплавленному материалу. Думали ли вы о плавке меди в тигле — возможно, в глиняном горшочке со стреловидным дном! Я не совсем понимаю, что вы имеете в виду под повторным погружением, вы имеете в виду погружение проволоки — чтобы набух один конец, или погружение деревянного стержня в расплавленный металл — для создания медного конуса в форме пули?
Удачи
Трог Огри
Rich59
Производитель
- #9
Spamel — какие-нибудь хорошие интернет-ссылки на некоторые описания методов «Time Teams»?
Огри — Я рад, что вы подняли вопрос о горниле. Мне нужно сдержать расплавленную медь. В моей первой попытке использовался кусок разбитой глазурованной керамики с медным гвоздем. Но глиняная посуда довольно внушительно ВЗРЫВАЛАСЬ, так что после этого я надел защитные очки. Каким будет стабильный тигель в условиях высокой температуры?
Майк Амелинг
Необходимо связаться с администратором…
- #10
Прошлым летом я сделал перерыв в традиционном кузнечном деле и пару дней занимался ковкой меди. Я использовал все свои обычные кузнечные инструменты и кузницу, но начал с меди. Самое сложное — это получить достаточно большой кусок меди для начала. Я раздобыл медный провод, громоотвод около 9/ 16 дюймов в диаметре и большая электрическая шина размером 1 1/2 дюйма на 2 дюйма. Я нагрел медь в своей кузнице. Когда он стал светиться красным, я разрезал его на более мелкие кусочки, а затем выковал из них нужные мне формы.
Я делал реплики некоторых предметов ранней индийской медной культуры для парка/музея у Великих озер. На картинке изображена группа рыболовных крючков, небольшое остроконечное копье, два шила и несколько лезвий ножей. Я не могу найти изображение двух больших наконечников копий с гнездами.
Я сделал большую ковку/формовку из раскаленной меди, светящейся красным. Затем я закончил каждую деталь методом холодного ковки. Холодная ковка упрочняет медь, но слишком много делает ее хрупкой и вызывает расщепление / растрескивание. Плюс медь и латунь подвергают термообработке в отличие от стали. Чтобы подвергнуть его жесткой термообработке, вы даете ему остыть на воздухе. Чтобы смягчить его, вы гасите его в воде.
Интересный маленький проект. Куски получились чертовски близкими к оригинальным артефактам. Но разницу легко заметить, так как я начал с современной рафинированной меди. Теперь я подобрал несколько необработанных медных самородков, чтобы перейти на следующий уровень — работайте с медью в ее первоначальном состоянии, выкопанном/найденном, и посмотрите, как это работает. Следующие работы лучше глубоко пометить — их будет слишком легко кому-то выдать за оригиналы. Но ковка меди намного сложнее, чем ковка железа/стали. Медь поглощает удары молотка, тогда как железо/сталь имеют некоторый «отскок». Таким образом, вам придется прилагать больше усилий, чтобы поднимать молоток после каждого удара. Это изнашивает вашу руку намного быстрее, чем вы думаете.
Итак, я бы посоветовал вам для начала найти кусок меди побольше, чтобы выковать наконечники для стрел. В больших электрических распределительных коробках установлены медные шины. На складе металлолома должно быть несколько металлоломов. И у них может быть медный заземляющий стержень, также называемый громоотводом, но убедитесь, что это сплошная медь, а не просто покрытая медью. Вы можете купить новый у электроснабжающей компании, но в конечном итоге вы заплатите высокую цену.
Дровяной огонь разогреет медь достаточно, чтобы она загорелась красным светом. Имейте достаточно большой дровяной огонь с хорошим слоем углей. Добавление немного дополнительного воздуха очень помогает. Я использовал трубу длиной 1/4 дюйма в качестве продувочной трубки, чтобы помочь огню.
Надеюсь, это поможет. Удачи в вашем приключении в работе с медью. Но слово предупреждения. Кузнечное дело вызывает привыкание! А рабочая медь — близкая родственница!
гг
Майк Амелинг
Трог Огри
Мод
- #11
Rich59 сказал:
Огри — Я рад, что ты поднял вопрос о горниле. Мне нужно сдержать расплавленную медь. В моей первой попытке использовался кусок разбитой глазурованной керамики с медным гвоздем. Но глиняная посуда довольно внушительно ВЗРЫВАЛАСЬ, так что после этого я надел защитные очки. Каким будет стабильный тигель в условиях высокой температуры?
Нажмите, чтобы развернуть…
Ооо, это звучит немного хитроумно,
Я представил себе что-то вроде небольшого глиняного цветочного горшка с формованной нижней пробкой, чтобы после плавки пробку можно было стряхнуть, а затем разбить или отколоть от реформированного медного слитка. У меня нет никакого опыта в этой области, я просто руководствуюсь интуицией. Кроме того, интуиция подсказывает мне, что защитные очки в любом случае были бы хорошей идеей, как и обеспечение того, чтобы любая дополнительная глиняная посуда была сухой, вне всякого сомнения.
Еще раз, удачи, я хотел бы иметь время, чтобы сделать несколько из этих проектов самостоятельно.
АТБ
Трог Огри
Гейлен
Полноправный член
- #12
Я бы подумал о чем-то больше похожем на этот защитный козырек, а не на очки, и по разумной цене.
спамель
Запрещено
- №13
Редактировать: Некоторые из этих видео немного длинные, поэтому при коммутируемом соединении это может занять некоторое время. На написание этого поста у меня ушло около двадцати минут, пока я искал видеоклипы, и третий клип наиболее актуален для этой темы. Это около 15 секунд, поэтому загрузка не займет много времени!
Я нашел это, которое не имеет ничего общего с тем, как вы пытаетесь это сделать, но оно показывает газовую кузницу, которая довольно хороша, на всякий случай, если кому-то интересно. Это парень из клипов Cold Steel?
Все еще ищу на You Tube видеоклип, который покажет этот метод. Я нашел этот клип, и через три минуты вы видите кузницу, но они больше похожи на известные нам меха. Я все еще должен посмотреть остальную часть этого клипа, но это довольно хороший клип, чтобы посмотреть его со старой мировой музыкой и несколькими средневековыми автомобилями!!
Кажется, я нашел его!! Попробуйте эту ссылку: http://www.youtube.com/watch?v=mxJNCatZpjg
Как вы можете себе представить, давление не так велико, поскольку мешок, который они используют, очень удлинён и не может быть полностью сжат, я думаю Чем меньше сумка, тем лучше давление, но я могу ошибаться. Надеюсь, это поможет!!
охотник за горшками
Поселенец
- №14
Привет, Рич
Видел ваш пост ранее, но не смог ответить, поэтому надеюсь, что ни один из нижеперечисленных вопросов еще не был рассмотрен:
В Индии ранняя плавка часто производилась на вершине скалы, где возможно строительство печи над трещиной и использование естественного восходящего потока в качестве подачи воздуха, как упоминалось другими, мехи использовались по всей Европе в бронзовом веке. Часто два сильфона работают напротив, чтобы обеспечить постоянную плавную подачу воздуха.
Римляне строили печи для обжига кирпича и черепицы на склонах холмов, опять же используя естественный восходящий поток, хотя для плитки и кирпича температура не такая высокая, но обжиг дольше.
Возможно, вы сможете повысить эффективность своей печи, усилив эффект дымохода, который у вас уже есть. Если я правильно помню, вы находитесь в Лондоне, поэтому у вас может быть легкодоступный источник глины, которую можно использовать для облицовки древесины, которую вы с помощью обеспечения того, чтобы воздух поступал только снизу. Глина также может быть использована для тигля и форм, как упоминалось другими.
Судя по вашему сообщению, вы использовали дуб, который, конечно, дает хорошее тепло, но также является лучшим источником для производства древесного угля, так что любая сгоревшая обугленная древесина может быть использована при следующем обжиге, и я думаю, что это также повысит температуру.
Следующий шаг, конечно, добавить немного олова около 15%.
нитрам55
Собиратель
- №15
Много информации здесь
http://www.backyardmetalcasting.com/
Martin
ФГИТ
Производитель
- №16
Это книга для выздоровления любые книги Gingery по этому вопросу
http://www.lindsaybks.com/dgjp/djgbk/char/index.html
ATB
Duncan
Антоний
Поселенец
- # 17
Медный век был интересным этапом в истории человечества. Медный век длился гораздо дольше бронзового. Эци Ледяной человек носил медный топор и кремневый нож.
Боб из Голландии
Необходимо связаться с администратором…
- # 18
spamel сказал:
Хороший материал, хотя комментарии о принудительной вентиляции достаточно верны, я не мог не рассмеяться про себя, поскольку это навело меня на мысль о шутке, которую я расскажу, чтобы развлечь здесь поздних ночников.
Ни в коем случае не предназначено для оскорблений, поэтому, пожалуйста, примите это с юмором, как это задумано.
Нажмите, чтобы развернуть…
РЖУ НЕ МОГУ! Хотя я (обычно) могу объясниться по-английски, я упускаю некоторые тонкие тонкости. Я должен добавить, что нагнетаемый воздух, о котором я сейчас думаю, вносит больший вклад в топливо, чем в уровень кислорода.
Боб
ланниман8
Бушкрафтер (мне есть что сказать!)
- # 19
для получения настоящего тепла вам нужен принудительный воздух, также учтите тот факт, что медь будет гореть, если в смеси будет слишком много воздуха/кислорода. …..
это можно решить, используя подушку из горячих углей, она не пропускает воздух и не пропускает тепло… вам нужно как минимум 3-4 дюйма хороших углей для хорошей подушки для работы, а также дерево не идеально , это можно сделать, но древесный уголь или кокс намного лучше…..
желаю тебе всего наилучшего в плавке старина, и держи нас в курсе……
привет.
Крис…
гэд
Бушкрафтер (мне есть что сказать!)
- #20
Rich59 сказал:
… Что может быть стабильным тиглем в условиях высокой температуры?
Нажмите, чтобы развернуть.
..
Профи используют графит или карбид кремния:
http://www.artmetal.com/blog/jerlah/2011/04/question_about_melting_copper
Расплавится ли медная труба в огне?
Да! медь можно плавить на дровах или углях . Но в относительно прохладном огне в походной дровяной печи медь должна быть в порядке, если ее держать вдали от самых горячих частей огня. Может немного окислиться. Заменит ли Costco вашу батарею? Автомобильный аккумулятор Costco .
Можно ли использовать кострище из медных труб?
Просверлите ряд отверстий по всей длине медной трубы и вставьте садовый шланг в медную трубу (обрежьте садовый шланг до такой же длины). Бросьте несколько таких трубок в открытый костер и смотрите шоу! Это очень мило!
Насколько горячей может быть медная труба перед плавлением?
Медь плавится при температуре 1981 градусов , и вы, очевидно, не можете нагревать припой или сплав до этой точки, иначе вы разрушите свои трубы в процессе. Эта температура кажется абсурдно высокой, но в некоторых работах по пайке действительно используются горелки, которые нагревают сплав до 1550 градусов.
Какую температуру выдерживают медные трубки?
Медная трубка выдерживает очень низкие и очень высокие температуры от -196 градусов до 250 градусов подходящий диапазон и адаптироваться к резкому изменению температуры (-высокая температура-низкая температура-высокая температура-), производительность не будет снижаться из-за длительного использования и резкого изменения температуры, …
Медные трубы расплавятся?
Чистая нелегированная медь плавится при 1085 C. Большинство медных труб для водопровода представляет собой сплав меди и фосфора, достаточно небольшого количества фосфора (~ 0,025% P), чтобы снизить температуру плавления до 1083 C (1981 ф.).
Подходит ли медь для костра?
Вес чугуна может быть проблематичным для больших ям для костра, но в ветреных районах вес может сыграть вам на руку, закрепляя яму для костра. Медные очаги для костра сочетают в себе красоту и долговечность, устойчивы к коррозии и достаточно хорошо излучают тепло, чтобы согреть небольшую зону отдыха.
Что огонь делает с медью?
Типичное пламя будет гореть желто-оранжевым с небольшим оттенком синего у основания фитиля . … Это потому, что когда металлическая медь горит, она излучает голубовато-зеленый свет. Если электроны атома теряют энергию, они падают на более низкий энергетический уровень, и потерянная энергия может быть высвобождена в виде света.
Как плавить медные трубы в домашних условиях?
Если вы плавите небольшое количество меди, вы можете сделать это с помощью паяльной лампы или на плите . Вы можете использовать его для домашних поделок или переплавить в слитки для хранения. Медь быстро проводит тепло и электричество, поэтому следует проявлять большую осторожность, если вы пытаетесь расплавить медь в домашних условиях.
Что делает бура при плавке меди?
Обычно поверхность также покрывают боратами, чтобы обеспечить расплавленное покрытие для предотвращения окисления во время нагревания. Борат на дне плавится и поднимается сквозь расплавленный и/или частично расплавленный металл , растворяя оксиды и посторонние примеси , и выносит их на поверхность, образуя шлак.
Является ли медная труба чистой медью?
Медная труба представляет собой почти чистую медь , изготовленную в соответствии с требованиями ASTM B 42 — Стандартные спецификации для бесшовных медных труб стандартных размеров.
Можно ли курить из медной трубы?
Смола и никотин, выделяемые табаком, не удаляются медью. Они не могут безопасно курить через медь . медь — плохой выбор для курительной трубки. Это самый теплопроводный металл.
Какой PSI может выдержать медная труба?
Медь в отожженной трубе мягче, чем медь в тянутой трубе, и выдерживает меньшее давление. Тип M, 3/4-дюймовая тянутая медная труба выдерживает максимум 701 фунт на квадратный дюйм при 100 градусах. Тот же размер и тип трубы из отожженной меди имеет максимальное номинальное давление всего 337 фунтов на квадратный дюйм .
Можно ли использовать медную трубу для парового отопления?
Всем известно, что медные трубы имеют проверенную историю использования в различных приложениях, однако часто возникает вопрос: «Можно ли использовать медные трубы в паровой системе?» Как и в системах водоснабжения, медная труба уже давно используется как в системах трубопроводов пара, так и в системах пароконденсата .
Сколько времени плавится медь?
Медь плавится при температуре около 2000 градусов по Фаренгейту, и вы хотите, чтобы ваша печь достигла этой температуры за около пяти минут . Теперь вы можете плавить медь для металлообработки без сильфона.
Как сохранить блеск медной ямы для костра?
Чтобы сохранить место для костра в первоначальном состоянии, некоторые профессионалы рекомендуют использовать Bar Keeper’s Friend . Вы также можете отполировать медную поверхность, а затем нанести полироль для мебели или автомобильный воск, чтобы запечатать поверхность и предотвратить образование патины.
Что положить на дно ямы для костра?
Что положить на дно ямы для костра? Вы хотите начать с слой песка на дно ямы, а затем покройте песок гравием, лавовыми камнями, стеклом для костра, брусчаткой или даже кирпичами для костровой ямы. Кроме того, вы можете просто использовать грязь.
Можно ли использовать латунь для костра?
Выбирая горелку для костра на природном газе или пропане, важно выбрать такую, которая прослужит вам всю жизнь. В Montana Fire Pits мы используем только латунь , потому что она удерживает и излучает больше тепла, чем нержавеющая сталь.
Горит ли медь при нагревании?
медь не горит но горячий металл покрыт черным слоем оксида меди.
Как подготовить медь к плавке?
- Подготовьте необходимые материалы. Медь – металл, который нужно плавить. …
- Носите соответствующую защитную одежду. Для обеспечения максимальной безопасности надевайте перчатки, маски и защитные очки.
…
- Разрежьте медь на мелкие кусочки. …
- Включите кислородно-ацетиленовую горелку …
- Заливка буры …
- Залить металл в изложницы …
- Заставь его сиять. …
- Подготовьте плиту.
Почему в провода можно втягивать медь?
Высокая проводимость Уступая только серебру, медь является металлом с высокой проводимостью . Это означает, что электричество может проходить через него с большей легкостью, что делает его идеальным для использования в электрических проводах. Компании могут использовать другие проводящие металлы для создания электрических проводов.
Насколько чистая медь в проводах?
Большинство медных проводов имеют чистоту не менее 99,90% и имеют электрическую проводимость не менее 101% IACS. Медь ETP содержит небольшой процент кислорода (от 0,02 до 0,04%).
Законно ли переплавлять пенни в медь?
Переплавка , формирование, уничтожение или иное изменение монет США, включая пенни, не является незаконным, если только цель не является мошеннической или с целью продажи сырья для монет с целью получения прибыли. Проекты, в которых в качестве материалов используются монеты, полностью легальны в США.
Почему кузнецы используют буру?
Одна особая практика, вызывающая у многих удивление, — это использование буры в процессе кузнечной сварки и кузнечного дела. Кузнецы используют буру в качестве флюса, который представляет собой агент, который очищает и очищает металл, соединяемый в процессе кузнечной сварки . Это позволяет получить качественную сварку.
В чем разница между медной трубой и медной трубой?
Трубки обычно дороже труб из-за более жестких производственных допусков. Интересно, что в то время как заявленные и измеренные наружные диаметры трубок в большинстве случаев почти точны, медные трубки обычно имеют измеренный наружный диаметр, равный 9.0471 1/8” больше, чем заявленный внешний диаметр . Таким образом, возможно, его следует называть медной трубой.
В чем разница между медной трубой и медной трубкой?
Жесткая медь является популярным выбором для водопроводных труб. Жесткие или «твердые» медные трубки обычно называют «трубами». Медные «трубопроводы» обозначаются номинальным размером трубы или внутренним диаметром.
Какой процент медной трубы составляет медь?
Какой процент меди содержится в медной трубе? Медные трубы содержат более 99,9% чистой меди .
Из какого металла безопасно курить?
Латунь — прочный металл, идеально подходящий для изготовления безопасных курительных принадлежностей. Другие популярные металлы, такие как алюминий или медь, связаны с развитием болезни Альцгеймера и быстрым старением.
Безопасна ли медная труба для сжатого воздуха?
Медь. Медные трубы являются отличным выбором для использования с воздушными компрессорами. Любой конденсат, который накапливается в системе, не вызывает коррозии медных труб, поэтому риск попадания мусора в систему очень низок. Также он хорошо переносит жару.
Насколько прочно паяное медное соединение?
Многие инженеры и сантехники не понимают, что при пайке медных соединений, а не пайке медных соединений, номинальное давление снижается до уровня отожженной трубы. Паяное четырехдюймовое соединение типа L имеет номинальное давление 440 фунтов на квадратный дюйм .
Какой тип меди используется для сжатого воздуха?
Медная труба обычно используется для чувствительных систем сжатого воздуха. При правильном размере и подключении она очень прочная и эффективная. Твердая медь типа M, твердая медь типа L и мягкая медь типа K имеют рабочее давление 250 фунтов на кв. дюйм (17 бар). Твердая медь типа K рассчитана на давление 400 фунтов на кв. дюйм (27 бар).
Какой тип меди используется для отопления?
Большинство сантехников рекомендуют использовать медные трубы тип М для подачи тепла, например, в системе теплого пола. Однако медные трубы типа M намного дешевле, чем трубы типа L. Трубы типа L содержат больше меди, потому что они толще, и в результате они стоят дороже.
Подходит ли медная труба для пара?
Использование медных труб на подводящих трубах парового котла требует гораздо меньше труда, но создает большие проблемы.